Бесконтактная клавиша Советский патент 1993 года по МПК G06F3/23 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ручного ввода информации с клавиатуры в вычислительные машины, системы автоматического управления,каналы связи и принтерные устройства.

Целью изобретения является повышение надежности клавиши.

Использование герконов для замыкания цепи при перемещении магнита с осью, параллельной оси геркона, известно. Также известным является управление сигналом датчика Холла с помощью постоянного магнита. Однако в совокупности признаков, отнесенных к функционированию клавиши, когда проходящий магнит одновременно управляет и герконом и сигналом с датчика Холла, приводит к снижению энергопотребления за счет того, что герконом замыкают питающую цепь датчика Холла при нажатии на данную клавишу, а по уровню сигнала с датчика Холла контролируется нажатие на данную клавишу.

Устройство содержит (фиг. 1) клавишную головку 1, ферромагнитную прокладку

2, неподвижно закрепленную в диамагнитном корпусе 3, две ферромагнитные пластины 4, выполненные из магнитомягкого материала с зазором, в котором размещен датчик Холла 5, постоянный магнит б с возможностью перемещения при нажатии на клавишу 1, миниатюрный замыкающий гер- кон 7 с магнитными шторками 8, пружину 9, охватывающую шток 10 из диамагнитного материала.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на клавишную головку 1 происходит перемещение магнита 6 вдоль клавиши, усилие нажатия на клавишу в начальный момент максимально благодаря магнитному взаимодействию магнита 6 и прокладки 2, которое затем снижается и снова возрастает/Уменьшение силы сопротивления клавишной головки 1 дает оператору ощущение, что клавиша сработала. После преодоления начального усилия сжатия инерция движения пальца предотвращает возможность остановки подвижной части в недожатом состоянии. Магнит 6

(Л

С

ю

00

о

шунтируется с одной стороны магнитной шторкой 8, а со второй - пластиной 4, что уменьшает влияние потоков рассеяния. При перемещении магнита 6 срабатывает гер- кон 7 и замыкает цепь питания датчика Хол- ла (фиг, 2). При этом магнитный поток постоянного магнита 6 разветвляется на две составляющие. Первая составляющая проходит через контакт геркона 7 и замыкает их. При этом магнитные шторки 8, имею- щие толщину 0,05-0,1 мм, уменьшают магнитосопротивление потоку и увеличивают надежность срабатывания геркона 7. Вторая составляющая магнитного потока проходит через пластины 4 и датчик Холла 5, причем происходит эффект концентрации магнитного потока магнитными пластинами, что увеличивает значение выходного сигнала с датчика Холла 5 и одновременно уменьшается влияние магнитного потока рассеяния на другие элементы и соседние клавиши.

Возвращение магнита б в исходное состояние осуществляется с помощью пружины 9 (фиг. 1). Таким образом, ток проходит через датчик Холла 5 только при движении клавишной головки с магнитом 6, чем и . достигается эффект снижения энергопотребления. Фактически датчик Холла функционирует на-отрезке, соответствующем координатам, не превышающим отрезок (- ) точек замыкания (фиг. 3) при нажатии клавиши и на отрезке (-ZP-+ZP) при возвращении клавишной головки. На фиг. 3 Zs и Zpобозначены размещения точек замы- кания и размыкания геркона соответственно, а соответствующие этим точкам значения напряженности поля срабатывания Нсраб и Нотп - отпускания. Зависимость выходного сигнала датчика Холла от смещения магнита показана на.фиг. 3. Уровень сигнала V Vo соответствует положению клавиша нажата. Поэтому возможный дребезг и повторные замыкания и размыкания геркона, которые могут возникнуть при прохождении магнита вблизи области с Н 0, не влияют на надежность работы устройства. С учетом достаточно большого числа кла- виш энергопотребление снижается значительно.

Ф о р му л а и з о б р етеи и я Бесконтактная клавиша, содержащая диамагнитный корпус, в осевом отверстии которого с возможностью перемещения установлен направляющий стержень клавишной головки, подпружиненный постоянный магнит, установленный на штоке, закрепленном на основании корпуса, геркон, установленный в корпусе параллельно оси перемещения постоянного магнита, ферромагнитная прокладка, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности клавиши, в нее введены магнитные шторки, закрепленные в корпусе между герконом и постоянным магнитом, расположенные параллельно оси перемещения постоянного магнита две пластины из магнитомягкого материала, установленные с зазором, в котором расположен датчик Холла, ферромагнитная прокладка закреплена в корпусе вокруг осевого отверстия.

Использование: ручной ввод информации в вычислительные машины, системы автоматического управления. Сущность: в диамагнитном корпусе установлена клавишная головка, взаимодействующая с магнитом, управляющим герконом с магнитными шторками и датчиком Холла, установленным в зазоре между пластинами из магнитомягкого материала. 3 ил.

Фиг Л

Фиг. 2